Большая часть углерода на Земле прилетела с Меркурием вместе

0
593

Вся жизнь на Земле построена на углеродной основе, но откуда взялся углерод? Модели на ранних стадиях развития планеты показывают, что большинство из первоначальных запасов углерода либо осело в ядре планеты, либо сбежало в космос, однако углерода на планете все-равно более чем достаточно. Исследователи из Университета Райса предлагают к рассмотрению гипотезу о том, что огромные запасы углерода мы получили после столкновения с протопланетой Меркурий примерно 4,4 миллиарда лет назад.

Принято считать, что Земля была покрыта океаном магмы, с течением времени металлы отделились и остались снизу и углерод также попал в ядро из-за схожести с металлами. Из оставшегося на поверхности углерода часть испарилась во время извержений вулканов. Если все происходило именно так, то где та самая точка с которой планета начала охлаждаться и при этом иметь необходимое количество углерода.

«Задача состоит в том, чтобы объяснить происхождение летучих элементов, как углерод, которые остаются вне ядра в мантии нашей планеты», — говорит Раджип Дасгупта, соавтор исследования.

Одна из основных теорий предполагает, что летучие элементы: углерод, сера, азот и водород — были принесены на Землю с метеоритами после того как формирование планеты закончилось и магма остыла. Тем не менее подтверждений этой теории нет, так как ни один из существующих метеоритов не имеет такого состава, чтобы наполнить планету этими веществами.

Большая часть углерода на Земле прилетела с Меркурием вместе

Команда долго искала что-то вне Земли, что могло бы подарить углеродное обилие планете.

«Мы думали, что обязательно нужно отказаться от традиционного основного состава всего железа, и никеля и углерода», — говорит Дасгупта: «Так мы начали изучать очень богатые серой и кремнием сплавы, отчасти потому, что ядро Марса считается богатым серой и ядро Меркурия считается относительно богатым кремнием.»

Используя лабораторное оборудование, которое воссоздает высокие температуры и высокое давление, тем самым демонстрируя условия внутри планеты, команда стала экспериментировать с разными уровнями серы и кремния, и наметили, как углеродный уровень в мантии будет влиять на уровень других составляющих, а также на температуру и давление.

Результаты исследования показали, что если планета была богата на серу или кремний, то углерод осядет в мантии. Опираясь на это команда стала сравнивать цифры чтобы выяснить концентрацию летучих веществ в мантии Земли, и предположили, что скорее всего было столкновение протопланеты с высоким содержанием серы и кремния, и как следствие, богатой углеродом.

«Один сценарий, который объясняет соотношение углерода-серы и обилие углерода заключается в том, что зарождающаяся планета, как Меркурий, которая уже сформировала кремний-богатый центр, столкнулась с Землей и была поглощена ею», — говорит Дасгупта: «Так как это массивное тело, динамика могла бы работать таким образом, что ядро планеты перешло непосредственно к ядру нашей планеты, и в богатой углеродом мантии смешалось с мантией Земли.»

Пока этот сценарий позволяет объяснить все имеющиеся запасы Земли, углерода и серы, исследователи признают, что многое еще предстоит сделать для того, чтобы провести аналогию между всеми веществами имеющимися на планете.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ